CN220651314U - 一种基于北斗定位的巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及定位巡检通信技术领域，公开了一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，包括：手持巡检终端，所述手持巡检终端包括壳体以及设置在壳体内的主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块，还包括设置在壳体上的显示模块、用于采集巡检人员身体数据的心率血氧模块、摄像模块和报警模块，其中，所述心率血氧模块、摄像模块、报警模块、定位模块的输出端与所述主控单元连接，所述定位模块的输入端与北斗卫星通信连接，所述主控单元的输出端分别与所述显示模块、外部存储模块连接，所述主控单元通过所述通信单元与服务器双向连接。本实用新型通过手持巡检终端上的心率血氧模块实时监测巡检人员身体状态。

Description

一种基于北斗定位的巡检系统

技术领域

本实用新型涉及定位巡检通信技术领域，具体涉及一种基于北斗定位的巡检系统。

背景技术

传统的巡检管理方法依靠巡检人员外出进行巡回检查，并用传统工具纸笔相机等记录巡检情况，采集的巡检信息无法实时识别更新，对巡检目标的监测效果较差，这种巡检方式难以有效监督巡检人员，导致经常出现应检漏检、应检少检等情况，会对隐藏险情未起到先发现、先预警、先解决，从而导致更大灾害发生等隐患。

近年来出现了一些比较先进且智能化的大坝巡检管理终端，通过在固定位置安装RFID射频芯片、条形码等自动识别装置，巡检人员通过手持设备对固定装置进行读写识别，表示巡检人员到位进行巡检工作，但仍存在一下局限：1.安装位置比较受限，长期暴露野外，容易遭到破坏；2.危险隐情不能及时上传；3.巡检人员位置信息、生理状态信息缺失；4.巡检人员通信手段缺失。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于北斗定位的巡检系统，可有效克服上述设备及装置的局限性，便捷及时的上报巡检现象，有效提升巡检效率、减少巡检工作量，保障巡检人员安全，对水库大坝巡检工作起提质增效作用。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，包括：

手持巡检终端，所述手持巡检终端包括壳体以及设置在壳体内的主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块，还包括设置在壳体上的显示模块、用于采集巡检人员身体数据的心率血氧模块、摄像模块和报警模块，其中，所述心率血氧模块、摄像模块、报警模块、定位模块的输出端与所述主控单元连接，所述定位模块的输入端与北斗卫星通信连接，所述主控单元的输出端分别与所述显示模块、外部存储模块连接，所述主控单元通过所述通信单元与服务器双向连接。

作为优化，还包括设置在所述手持巡检终端内部的电源模块，所述电源模块为所述主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块、显示模块、心率血氧模块、摄像模块和报警模块供电。

作为优化，所述电源模块包括电池、电源转换电路、电量检测电路，所述电池通过所述电源转换电路分别为所述主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块、显示模块、心率血氧模块、摄像模块和报警模块供电，所述电量检测电路检测所述电池的电量并将检测到的电量数据传输给所述主控单元。

作为优化，所述通信单元包括北斗通信模块和4G通信模块，所述主控单元依次通过所述北斗通信模块、北斗卫星、北斗指挥机与所述服务器连接，所述主控单元依次通过所述4G通信模块、4G网络、4G基站与所述服务器连接。

作为优化，所述北斗通信模块包括北斗三代通信模块和天线，所述定位模块包括北斗三代定位模块和天线，所述北斗通信模块和所述定位模块共用同一天线，且所述北斗三代通信模块和北斗三代定位模块包括同一个北斗三号导航通信芯片，所述天线用于接收所述北斗卫星的无线信号以及发射无线信号给所述北斗卫星，所述天线通过所述北斗三号导航通信芯片与所述主控单元连接。

作为优化，所述主控单元包括内部存储模块、主控芯片和复位模块，所述显示模块、报警模块、复位模块、内部存储模块与所述主控芯片连接，所述主控芯片通过通信接口USB与所述4G通信模块连接，所述主控芯片通过ISP接口分别与所述摄像模块、外部存储模块连接，所述主控芯片通过所述UART接口一分别与所述北斗通信模块和定位模块连接，所述主控芯片通过所述UART接口二与所述心率血氧模块连接。

作为优化，所述主控芯片的型号为SC8910。

作为优化，所述内部存储模块为eMMC存储器，所述外部存储模块为flash存储器。

作为优化，所述报警模块包括报警电路以及设置在壳体上的报警按钮，所述报警按钮通过所述报警电路与所述主控单元连接。

作为优化，所述4G基站和北斗指挥机与服务器之间还依次设置有网络交换机、防火墙。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型通过手持巡检终端内置的定位模块不断接收定位数据，4G通信模块实时上传定位数据，结合GIS技术，生成巡检轨迹，实现远程检视巡检人员位置和巡检路线。

本实用新型通过手持巡检终端上的心率血氧模块实时监测巡检人员身体状态。

在紧急情况下，巡检人员可通过本实用新型进行SOS一键报警，并且通过摄像模块上传视频图像数据至服务器，来研判水库大坝危险等级情况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种基于北斗定位的巡检系统的模块连接示意图；

图2为主控单元的模块连接示意图；

图3为电源转换模块的示意图；

图4为显示模块点电路图。

附图中标记及对应的零部件名称：

100-手持巡检终端，110-主控单元，111-主控芯片，112-内部存储模块，113-复位模块，114-通信接口USB，115-ISP接口，116-UART接口一，117-UART接口二，120-通信单元，121-4G通信模块，122-北斗通信模块，130-心率血氧模块，140-摄像模块，150-外部存储模块，160-报警模块，170-显示模块，180-定位模块，190-电源模块，191-电池，192-电源转换电路，193-电量检测电路，200-服务器，300-4G网络，310-4G基站，400-北斗卫星，410-北斗指挥机，500-网络交换机，600-防火墙。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

本实施例1提供一种基于北斗定位的巡检系统，如图1所示，包括：手持巡检终端100，所述手持巡检终端100包括壳体以及设置在壳体内的主控单元110、通信单元120、定位模块180、外部存储模块150(flash存储器)，还包括设置在壳体上的显示模块170、用于采集巡检人员身体数据的心率血氧模块130、摄像模块140和报警模块160，其中，所述心率血氧模块130、摄像模块140、报警模块160、定位模块180的输出端与所述主控单元110连接，所述定位模块180的输入端与北斗卫星400通信连接，所述主控单元110的输出端分别与所述显示模块170、外部存储模块150连接，所述主控单元110通过所述通信单元120与服务器200双向连接。

还包括设置在所述手持巡检终端100内部的电源模块190，所述电源模块190为所述主控单元110、通信单元120、定位模块180、外部存储模块150、显示模块170、心率血氧模块130、摄像模块140和报警模块160供电。

本实施例中，所述电源模块190包括电池191、电源转换电路192、电量检测电路193，所述电池191通过所述电源转换电路192分别为所述主控单元110、通信单元120、定位模块180、外部存储模块150、显示模块170、心率血氧模块130、摄像模块140和报警模块160供电，所述电量检测电路193检测所述电池191的电量并将检测到的电量数据传输给所述主控单元110。

电池191可以根据实际情况来选择合适的电池191，比如纽扣电池191、可充电电池191，电源转换模块为常规模块，如图3所示，由三个不同电压转换的DC-DC模块组成。

电量检测电路193可以检测到电池191的实际电量，并将检测到的电量数值发送给主控单元110，主控单元110再发送至显示模块170进行显示。

同时，电池191、电量检测电路193、电源转换电路192均为现有技术，例如参考申请号为“202220079968.8”的实用新型专利“一种电池191电量检测系统”，这里就不再赘述了。

本终端由3.8V聚合物锂电池191供电，3.8V提供给通信模块；3.8V电源芯片进行DC-DC变换，分别提供1.2V、1.8V、3.3V等；供给主控单元110、摄像模块140、显示模块170、定位模块180、心率血氧模组、存储模块等。通过该供电单元实现了直流电源转换，并且解决了充电时防过充过放的问题，对电池191起保护作用。

如图2所示，所述主控单元110包括内部存储模块112(eMMC存储器)、主控芯片111(型号为SC8910)和复位模块113，主控芯片111采用SC8910，基于紫光展锐LTE平台方案开发的LTE CAT1/GSM系列无线通信芯片，能够通过FDD-LTE、TDD-LTE和GSM实现数据连接，支持BT、外接LCD、CAMERA、AUDIO、EMMC、SENSOR等外部设备。展讯SC8910模组设计为LCC+LGA封装形式，尺寸紧凑，功能接口丰富。

复位模块113为复位按钮，复位按钮通过外围电路与主控芯片111连接，外围电路可以根据实际情况来设置，此为现有技术，例如参考“CN202189439U一种防疲劳驾驶装置”，这里就不再赘述了。

复位模块113RST01对主控芯片111进行复位操作，确保主控单元110在未达到要求电平时，避免产生不受控状态，加入复位电路确保在系统在内核电压和外围端口电压达到要求之前，主控单元110始终处于复位状态，直到内核电压和外围接口电压达到要求电平时，系统平稳启动。

eMMC由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC(多媒体卡)接口、快闪存储器设备及主控制器,封装成一块BGA，接口速度高达每秒52MBytes，eMMC模块具有快速、可升级的性能。

所述显示模块170、报警模块160、复位模块113、内部存储模块112与所述主控芯片111连接，所述主控芯片111通过通信接口USB114与所述4G通信模块121连接，所述主控芯片111通过ISP接口115分别与所述摄像模块140、外部存储模块150连接，所述主控芯片111通过所述UART接口一116分别与所述北斗通信模块122和定位模块180连接，所述主控芯片111通过所述UART接口二117与所述心率血氧模块130连接。

具体的，摄像模块140包括传感器、镜头及视频信号处理单元，镜头设置在壳体上，传感器通过镜头采集巡检过程的图像，视频信号处理单元处理图像数据后通过ISP接口115传输给主控芯片111，视频信号处理单元为现有技术，例如参考实用新型“CN204795312U一种摄像机、电视盒一体化电子设备”。

显示模块170包括显示器、驱动IC以及字库IC，显示器、驱动IC以及字库IC依次电连接，如图4所示，驱动IC与主控芯片111电连接，并用于接收主控芯片111发送的相应数据，并利用显示器进行显示，具体的，显示模块170可以采用JLX12864G-086-PC型液晶显示模块170，该液晶显示模块170既可以当成普通的图像型液晶显示模块170使用(即显示普通图像型的单色图片功能)，又含有JLX-GB2312字库IC，可以从字库IC中读出内置的字库的点阵数据写入到LCD驱动IC中，以达到显示汉字的目的。

心率血氧模块130包括血氧心率监测芯片及外围电路等；此为现有技术，具体电路图可以参考“CN211094041U人体生理信息采集系统”，心率血氧模块130通过UART接口二117与主控芯片111连接。

所述报警模块160包括报警电路以及设置在壳体上的报警按钮，所述报警按钮通过所述报警电路与所述主控芯片111连接。

所述通信单元120包括北斗通信模块122和4G通信模块121，所述主控单元110依次通过所述北斗通信模块122、北斗卫星400、北斗指挥机410与所述服务器200连接，所述主控单元110依次通过所述4G通信模块121、4G网络300、4G基站310与所述服务器200连接。

主控芯片111同时是射频和基带芯片融合在一起，实现4G通信功能，通过该通信单元120，实现了将摄像模组采集的图像数据、血氧心率模组采集的生理状态信息、报警触发信息、北斗模块的定位数据实时上传中心服务器200，接收中心服务器200的相关指令信息并下达到定位终端等功能。

在有4G网络300的情况下，主控单元110使用4G通信模块121进行数据传输至服务器200；在没有网络的情况下，主控单元110使用北斗通信模块122进行数据传输至服务器200。此也为现有技术，可以参考实用新型专利“CN 217240704 U一种基于4G和北斗二号卫星的数据传输终端”，对应的，在本实施例中的主控芯片111中，可以设置北斗通信控制单元和4G通信控制单元，以此来控制4G通信模块121和北斗通信模块122的使用。

所述北斗通信模块122包括北斗三代通信模块和天线，所述定位模块180包括北斗三代定位模块180和天线，所述北斗通信模块122和所述定位模块180共用同一天线，且所述北斗三代通信模块和北斗三代定位模块180包括同一个北斗三号导航通信芯片，所述天线用于接收所述北斗卫星400的无线信号以及发射无线信号给所述北斗卫星400，所述天线通过所述北斗三号导航通信芯片与所述主控单元110连接。

也就是说，北斗通信模块122和定位模块180共同使用一个天线和一个北斗三号导航通信芯片，至于对应的外围电路，可以根据实际情况来设置，可以参考实用新型专利“CN219181692U一种基于北斗三号卫星系统的车载通信与定位终端”内的“、北斗三代通信单元120、北斗三代定位单元、天线单元”或者“CN214380898U一种兼容北斗三代RDSS系统的北斗三代RNSS终端”。

本实施例中，天线为北斗无源天线，用于接收无线信号和发射无线信号，天线单元接收到的信号通过双工器分离北斗通信和定位载波数据，数据通过接收到进入变频，将载波数据变成0频，基带进行解析。发送数据，基带将数据送到变频，调制后通道发射通道，将载波数据辐射出去。

北斗三号导航通信芯片及其外围电路通过UART接口一116与主控芯片111连接。

在为了保护服务器200不被攻击，在4G基站310和北斗指挥机410与服务器200之间还依次设置有网络交换机500、防火墙600，同时，一个服务器200可以连接多个手持巡检终端100。

通过手持巡检终端100内置的定位模块180不断接收定位数据，4G通信模块121实时上传定位数据，结合GIS技术，生成巡检轨迹，实现远程检视巡检人员位置和巡检路线，此为现有技术，例如参考实用新型专利“CN208999792U基于GIS信息的大数据采集装置”，该专利公开了“过所述GNSS天线接收卫星导航信息，用于对装置进行定位跟踪，并将定位跟踪信息传输给所述中央处理器，中央处理器用于接收位置数据信息，并生成位置轨迹信息供各通信模块选用”，即公开了根据定位信息结合GIS技术生成行动轨迹的技术方案，因此，该技术不涉及计算机程序。

通过手持巡检终端100上的心率血氧模块130实时监测巡检人员身体状态等，此为现有技术，心率血氧模块130可以为MAX30102系列的心率血氧监测模块，壳体可以为长方体，在长方体的一侧设置凹槽，心率血氧模块130位于凹槽的正下方，基于光容积法进行心率血氧的量测，巡检人员将手指放置与凹槽的槽口位置数秒即可完成自身心率血氧的检测。

在紧急情况下，巡检人员可进行SOS一键报警，并且通过上传视频图像数据研判水库大坝危险等级情况，达到水库大坝远程巡视提质增效的技术效果。研判水库大坝危险等级情况根据实际情况来进行，不是本实用新型的发明点，这里就不再赘述了。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，包括：

手持巡检终端，所述手持巡检终端包括壳体以及设置在壳体内的主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块，还包括设置在壳体上的显示模块、用于采集巡检人员身体数据的心率血氧模块、摄像模块和报警模块，其中，所述心率血氧模块、摄像模块、报警模块、定位模块的输出端与所述主控单元连接，所述定位模块的输入端与北斗卫星通信连接，所述主控单元的输出端分别与所述显示模块、外部存储模块连接，所述主控单元通过所述通信单元与服务器双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，还包括设置在所述手持巡检终端内部的电源模块，所述电源模块为所述主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块、显示模块、心率血氧模块、摄像模块和报警模块供电。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述电源模块包括电池、电源转换电路、电量检测电路，所述电池通过所述电源转换电路分别为所述主控单元、通信单元、定位模块、外部存储模块、显示模块、心率血氧模块、摄像模块和报警模块供电，所述电量检测电路检测所述电池的电量并将检测到的电量数据传输给所述主控单元。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述通信单元包括北斗通信模块和4G通信模块，所述主控单元依次通过所述北斗通信模块、北斗卫星、北斗指挥机与所述服务器连接，所述主控单元依次通过所述4G通信模块、4G网络、4G基站与所述服务器连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述北斗通信模块包括北斗三代通信模块和天线，所述定位模块包括北斗三代定位模块和天线，所述北斗通信模块和所述定位模块共用同一天线，且所述北斗三代通信模块和北斗三代定位模块包括同一个北斗三号导航通信芯片，所述天线用于接收所述北斗卫星的无线信号以及发射无线信号给所述北斗卫星，所述天线通过所述北斗三号导航通信芯片与所述主控单元连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述主控单元包括内部存储模块、主控芯片和复位模块，所述显示模块、报警模块、复位模块、内部存储模块与所述主控芯片连接，所述主控芯片通过通信接口USB与所述4G通信模块连接，所述主控芯片通过ISP接口分别与所述摄像模块、外部存储模块连接，所述主控芯片通过UART接口一分别与所述北斗通信模块和定位模块连接，所述主控芯片通过UART接口二与所述心率血氧模块连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述主控芯片的型号为SC8910。

8.根据权利要求6所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述内部存储模块为eMMC存储器，所述外部存储模块为flash存储器。

9.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述报警模块包括报警电路以及设置在壳体上的报警按钮，所述报警按钮通过所述报警电路与所述主控单元连接。

10.根据权利要求4所述的一种基于北斗定位的巡检系统，其特征在于，所述4G基站和北斗指挥机与服务器之间还依次设置有网络交换机、防火墙。